[發明專利]一種用于樹脂傳遞模塑的制造模具的方法

在審

• 申請號: 201380010566.6
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN104144774A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 埃米莉·利茲;多米尼克·麥格納迪克斯
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪
• 主分類號: B29C33/38
• 分類號: B29C33/38;B29C33/40;B29C70/30;B29C70/54
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;姜以嶺

技術領域

本發明涉及復合材料制元器件的制造領域。特別地，本發明涉及一種用于通過樹脂傳遞模塑(RTM)模制成型零件的制造模具的方法，并且它還涉及由此方法制造的模具。

背景技術

在一個RTM工藝中，一個織物預成型體插入到一個模具的模腔內。當模具閉合后，熱固樹脂在壓力作用下經由注入通道注入到模腔內。在樹脂的定型期間內保持模腔內壓力，在這期間升高溫度以便促進這種定型。脫模以后，由此獲得復合零件，該復合零件通過由織物預成型體纖維增強的熱固性塑膠材料制成，具有精確的形狀和幾何尺寸，并且通常僅需要有限的后處理。樹脂傳遞模塑(RTM)工藝由此使得復合構件能夠被大批量制造。

在RTM工藝期間，織物預成型體可能會受到高強度應力。雖然仿真手段在某種程度上使得預先計算出這樣的應力以便確定產生所需模塑物的預成型體成為可能，但是它接下來有必要通過驗證預成型體的步驟，其目的是為了檢查纖維中的任何配準誤差以及它們在最終模塑物中的分布和密度，并檢查模塑物的總體變形以利于形成預成型體，及其他生產參數。為了繼續進行這種生產試驗驗證，然而仍有必要在RTM工藝中使用生產模具。

用于樹脂傳遞模塑的模具與傳統塑料注模的模具相似。它由此包括一個模子，通常由金屬制成，并具有一個模腔，其通常需要具備非常小公差的高精密機加工。另外，為了使溫度能夠用以定型樹脂通常需要的那樣在模腔內變化，通常需要在模子內設置加熱和致冷裝置。因此，制備這種用于預成型體驗證測試的最終模具將占用過長時間，并且一旦失敗被證明是非常昂貴的。

然而，從一塊金屬中簡化機加工初級金屬模具存在其他缺陷。一種實心金屬模子將不可能重現用以最終生產模具所需的溫度升高速率。此外，從一大塊中機加工出這種模具會消耗寶貴的時間。

發明內容

本發明旨在克服上述缺陷。特別是，本發明旨在提出一種方法，其能快速并低成本地制造初級模具，以便在樹脂傳遞模塑用預成型體上進行驗證測試。這種模具包括至少兩個半殼，其被設置成這樣以便能夠分開，以便將預成型體插入模腔中，并取出已固化的模制成型零件，同時在樹脂傳遞模塑工藝的注射和固化工序期間，彼此相靠不透氣地被密封著。

在至少一個實施例中，該目的可通過包括以下步驟的方法實現：

制造待模制成型零件的模型；

制作帶有外表面的對映模子，該外表面存在與所述模型第一側互補的壓痕；

在對映模子的所述壓痕上放置所述模型；

在模型和對映模子的所述外表面覆蓋多個疊置的織物層以便形成第一半殼，該疊置的織物層由熱固樹脂浸潤；

固化所述第一半殼；

從模型和從第一半殼上分開對應模具；

在第一半殼和模型第一側上覆蓋多個疊置的織物層以便形成第二半殼；和

固化第二半殼。

通過這些規定，以這種方式獲得的兩個半殼能一起行動以確定模腔，該模腔適于被打開以便插入預成型體，并適于在樹脂注射和固化期間保持封閉，然后適于重新打開便于零件脫模。由于第二半殼在第一半殼上直接成形，兩個半殼沿模腔四周存在精準互補的接觸表面，由此使得模腔可以良好密封。為了形成注入和排氣通道和/或用于容納密封墊片的凹槽，凸凹的形狀可在半殼的接觸表面上直接加工出來，和/或這些形狀也可以在對映模子上形成。

另外，半殼的壁可以相對很薄，由此更好地熱傳遞，并且由此更準確地重現應用于最終模制成型批量生產期間的固化條件，特別是有關溫度升高的條件。為了確保在此初級模具中的模腔有足夠的硬度，此模具可能受到加固和加強筋，其與在預成型體驗證測試期間所受的應力相匹配。應該注意到術語“織物層”涵蓋了由連在一起的纖維構成的層，該層可以是機織層，或者它也可以是僅在一個方向延伸的長纖維單向層，或者就是一種非機織的短纖維層。

第一和/或第二半殼的織物層可以包括碳纖維，因為它們具有高強度的硬度及良好的熱導性。然而，例如，可以根據半殼所受到的熱應力和機械應力來設想包括諸如玻璃纖維的其他材料?？椢飳右部梢允且呀涱A浸潤的層，即在其鋪放之前由熱固樹脂浸潤以便簡化進行鋪放所需的操作并確保樹脂的良好分散性。然而，可選地，它們也可以在鋪放工序中被浸潤。

在它們各自固化操作之前，第一和第二半殼可以在防漏片下抽空以便獲得具有降低空隙率和更高纖維含量的復合材料。